[发明专利]用于锂离子电池的气密性检测系统及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对锂离子电池气密性的检测系统，所涉及锂离子电池可以是方形，圆柱形或其他形状。

背景技术

锂离子电池的气密性检测是对电池焊接、装配过程进行监控的重要环节，是锂离子电池制造的主要生产工艺流程之一。为保证产品质量，要求气密性检测的抽样率为100％。

对锂离子电池的气密性检测目前有浸液气泡检测和压差式气密检测两种方法：

浸液气泡检测法：将电池浸入液体，对电池内部以纯氮气施压至一定压力并保压；然后通过目测观察电池外侧漏气时所产生的气泡来检测电池的漏气情况，该检测方法简单明了，检测成本低，但其存在的不足之处是：(1)检测的可靠性高度依赖操作人员的目测，其人为因素较强，在连续操作过程中易发生漏检；(2)检测自动化程度低，检测速度慢；(3)检测时电池内部压力接近工件承受极限，对工件结构设计机械强度构成额外约束；(4)检测耗材(氮气)造成资源浪费；(5)检测要求对电池内部增压注气，对后道工序可能产生负面影响。

压差式气密检测法：对电池内部以纯氮气施压至一定压力并保压；然后通过压差式气密检漏仪检测电池的漏气情况。该方法主要不足之处是：(1)检测时电池内部压力接近工件承受极限，对工件结构设计机械强度构成额外约束；(2)检测耗材(氮气)造成资源浪费；(3)检测要求对电池内部增压注气，对后道工序可能产生负面影响。

发明内容

本发明提供一种用于锂离子电池的气密性检测系统及其检测方法，本发明检测系统的检测原理是基于下游式流量泄漏检测原理，其检测原理如图2所示，将该检测原理用于锂离子电池制造业，可以在电池内部处于室压(大气压)状态下检测泄漏，实现有效、快速、可靠地检测到电池制造过程产生的微小泄漏，检测重复再现精度高；以空气为检测媒介，无氮气消耗。

本发明用于锂离子电池的气密性检测系统予以实现的技术方案是：该检测系统包括增压和卸压机构、密封机构、检测密封腔、下游式精密流量测漏仪以及参照体积腔；所述密封腔包括放置被测工件的底座、第一密封垫、上密封罩和置于上密封罩适当位置的第二密封垫。所述底座的腔体轮廓与被测电池形状相近似，其轮廓大于被测电池的轮廓，用于放置被测电池并将其定位。将被测电池放置在所述底座腔体内并盖上上密封罩，所述上密封罩的下端边缘与第一密封垫形成第一密封，所述第二密封垫与被测电池注液孔形成第二密封；从而将检测系统分隔成工件内侧腔和工件外侧腔，所述工件外侧腔由所述底座、上密封罩、第一密封垫、第二密封垫与被测电池的外壁之间形成的一密封空间构成；所述工件内侧腔由被测电池的内壁、所述第二密封垫与被测电池注液孔之间形成的一密封空间构成；所述工件内侧腔和工件外侧腔设置有可控阀门通道，供测试时与增压、卸压机构及下游式精密流量测漏仪联通或切断；所述参照体积腔为一密闭容器，且通过所述下游式精密流量测漏仪与所述工件内侧腔相连，所述参照体积腔的体积与测试时的工件内侧腔有效测试体积相等或近似。所述下游式精密流量测漏仪采用工业或实验室用精密下游式流量测漏仪或精密层流管流量检漏传感仪器。检测媒介可为空气或任何气体、混合气体。

利用上述检测系统进行锂离子电池的气密性检测的方法包括以下步骤：

(1)打开上密封罩，将被测电池安放在底座腔体内；

(2)关闭上密封罩，使上密封罩的下端边缘与第一密封垫形成第一密封，所述第二密封垫与被测电池的注液孔形成第二密封；

(3)选择采用正压或负压检测方式；若选择正压检测方式，则在工件外侧腔利用压缩空气施加正压；若选择负压检测方式，则在工件外侧腔抽真空；

(4)将工件内侧腔与下游式精密流量测漏仪连接，并通过下游式精密流量测漏仪与参照体积腔连接，连接处设有阀门，所述参照体积腔的体积与工件内侧腔的有效测试体积相等或近似；

(5)设定工件内侧腔与工件外侧腔的压差维持在给定检测压差，若采用正压检测方式，则给工件外侧腔导入压缩空气，若采用负压检测方式，则给工件外侧腔抽真空；

(6)打开参照体积腔与工件内侧腔之间的旁通阀门，导通参照体积腔与工件内侧腔，使两者之间建立等压、等温的平衡态；

(7)关闭参照体积腔与工件内侧腔之间的旁通阀门，稳定当前状态1至60秒；

(8)开始检测，若下游式精密流量测漏仪显示的质量流为0，则参照体积腔与工件内侧腔之间平衡，表明被测电池无泄漏；若下游式精密流量测漏仪显示的质量流为正值，或当采用负压检测方式时，下游式精密流量测漏仪显示的质量流为负值，则表明被测电池存在泄漏，测漏仪显示值表明泄漏程度大小；